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一文詳解RC充電電路計算方法

硬件那點事兒 ? 來源:硬件那點事兒 ? 作者:硬件那點事兒 ? 2022-05-17 08:51 ? 次閱讀

當我們拿到一個RC充電電路,如何去分析它呢?接下來我們就通過實際的例子來講解一下,首先我們需要分析的問題點如下。

a.) 確定達到第一個RC時間常數需要的時間;

b.) 確定電路的建立時間;

c.) 確定電路的上升時間;

d.) 確定流經電阻R的峰值電流是多少;

e.) 確定在5個時間常數下,電阻R上的電壓是多少;

f.) 確定在10毫秒時,流經電容C的電流是多少;

g.) C的值應該是多少才能在20毫秒內使得C上的電壓達到最終電壓水平;

pYYBAGKC7qiAQhiWAAA3-t-YmcM241.png

接下來我們就一一解答上面的問題:

a) 時間常數=RC=(1k) (10u) = 10ms;

b)電路將在五個RC時間常數處達到穩定狀態,因此電路的建立時間為:

5RC= (5) *(10 毫秒) = 50 毫秒;

c)實際上,電路的最大上升時間等于其建立時間。不過在實際應用中,上升時間等于從上升波形的穩態電平的10% 到 90%所經歷的時間。在上升波形的10% 處,輸出電平已經是輸入電壓的 10%。(當電容器完全充滿電時,輸出電平等于輸入,因為此時電容的容抗非常高,接近開路,之所以說接近開路是因為電容又漏電流。) 我們可以得到電壓達到10%的時間為:

poYBAGKC8EKAUaQjAAB0tTCPZZA549.png

電壓達到90%的時間為:

pYYBAGKC8HqAZquuAAB4Akl_qws359.png

電路的上升時間為:

poYBAGKC8KOAPQvEAABl65U5vVo510.png

d) 電阻R經歷的峰值電流發生在電容C為零電荷時(初始上電)。當電容電壓為零時,電阻R兩端的電壓最大,因此:

pYYBAGKC8QSAD8yuAAAljjBbk88489.png

e) 電阻R在5個時間常數下的電壓為:

pYYBAGKC8SeALJFrAABE1f86sAk560.png
審核編輯:湯梓紅

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